عنوان پایان‌نامه
سنتز و بکارگیری نانوکاتالیزور دو فلزی موثر در ریفرمینگ خشک متان
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6213;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73994;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6213;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73994
- تاریخ دفاع
- ۲۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- مریم اکبری فیض آبادی
- استاد راهنما
- علی رضا شاکری
- چکیده
- نانوکاتالیست با فاز فعال ثابت 10% نیکل بر پای? دوتایی ZrO2-?-Al2O3 با درصدهای مختلف ZrO2 به منظور بهبود عملکرد کاتالیستی در فرآیند ریفرمینگ خشک متان با روش تلقیح ساخته شد. نمونه پای? حاوی 15% ZrO2 به عنوان پای? بهینه انتخاب شد و جهت افزایش درصد تبدیل و گزینش‌پذیری، درصدهای مختلف نیکل بر روی این پایه با روش تلقیح نشانده شد و مورد بررسی رآکتوری قرار گرفت. بنابر نتایج حاصل از آزمون رآکتوری، کاتالیست حاوی 20% نیکل با درصد تبدیل 49/89 و 45/90 به ترتیب برای متان و دی‌اکسیدکربن، گزینش‌پذیری 17/30 و 97/61 به ترتیب برای مونوکسیدکربن و هیدروژن و 77/1H2/CO=، به عنوان کاتالیست بهینه انتخاب شد. درصدهای بالاتر نیکل به علت تشدید واکنش تخریب متان باعث افزایش تشکیل رسوب کربن بر سطح کاتالیست شده و سبب افت کارایی آن می‌شود. جهت افزایش فعالیت و پایداری کاتالیست از طریق مقاومت در برابر رسوب کربن، میزان 3% مس و همچنین به منظور نزدیک شدن نسبت H2/CO به یک، میزان 1% روتنیوم با روش تلقیح به کاتالیست فوق اضافه شد. در نهایت کاتالیست حاوی 20% نیکل، 3% مس و 1% روتنیوم بر پای? 85%?-آلومینا-15%اکسیدزیرکونیوم، بهترین عملکرد کاتالیستی را با درصد تبدیل 25/91 و 09/95 به ترتیب برای متان و دی‌اکسیدکربن، گزینش‌پذیری 43/39 و 28/63 به ترتیب برای مونوکسیدکربن و هیدروژن و 60/1H2/CO= را دارا بوده و پایداری خوبی را در طی مدت زمان واکنش نشان داد. در فرآیند ریفرمینگ خشک متان، به طور کلی درصدتبدیل متان از کربن‌دی‌اکسید، به علت وقوع واکنش جابه‌جایی آب-گاز، بیشتر است.
- Abstract
- Nanocatalyst with %10 Ni as constant active phase was prepared by impregnation method on ?-Al2O3-ZrO2 with variable ratio of ZrO2 in order to improve catalytic performance in dry reforming of methane process. The sample with %15 ZrO2 in support was chosen as optimum base. To increase conversion and selectivity, variable ratios of Ni were impregnated on support and tested in the reactor. The results show that the catalyst with %20 Ni leads to CH4 and CO2 conversions of %89/49 and %90/45, H2 and CO selectivities of %61/97 and 30/17 and H2/CO=1/77. So this sample was chosen as optimum catalyst. High percentages of nickel promote the formation of carbon deposites on the surface of the catalyst and decrease the catalytic performance due to aggravation of methane decomposition reaction. To increase the catalytic activity and sability through increasing resistance against carbon deposition, %3 Cu and also in order to approach the ratio of H2/CO to one, %1 Ru was added to Ni-Cu/ ?-Al2O3-ZrO2 catalyst. Ru not only improves H2/CO ratio in the produced syngas, but also increases the stability of the catalyst through resistance to carbon deposition on the surface of the catalyst . Finally, the Ni-Cu-Ru/ ?-Al2O3-ZrO2 catalyst, showed the best catalytic performance with CH4 and CO2 conversions of %91/25 and %95/09 respectively. The selectivities of H2, CO and H2/CO were %63/28, 39/43 and 1/60 respectively. All in all, conversion of CH4 is more than CO2 due to the reaction of RWGS in the process of dry reforming of methane.
